LoRa技术优点、射频参数以及LoRa WAN的节点类型

lora(longrange)是一种基于css的扩频调制技术,能够显著提升通信距离,适用于低频次、小数据量、长距离的lpwan低功耗广域网,具有如下优点。
1.在传输过程中,信息可能被噪音淹没,接收方只需要听取重点(知道正交的扩频序列)就可以恢复型号
2.抗干扰、抗噪音和抗阻塞能力强
3.扩频因子不同时可以使用相同的信道(不同的扩频序列之间是正交的,因此频率可以复用)
4.宽带扩频技术,抗多径、抗衰落能力强
lora的射频参数
发射功率和晶振频偏会影响芯片收发的及时性和准确性。
lora wan是一个mac层的规范协议,由lora alliance基于lora制定,目的是为了使用lora调制技术组成一个高容量、长距离、低功耗的星型网络。为满足低成本并依靠电池供电的sensor应用场景,lorawan协议特别的做了一些优化,同时在网络延迟与电池寿命间做了平衡。
lorawan针对全球不同的国家和地区划分了不同的通信频段,中国为470mhz~510mhz,欧洲为863mhz~870mhz,美国为902mhz~928mhz,各频段规定了不同的信道划分、数据率等lorawan参数。
lorawan协议版本目前有四个,主要有1.0.1/1.0.2/1.0.3/1.1四个版本。
lora wan的节点类型
class a (节点在发送上行消息后开启rx1接收,若rx1无接收则自动开启rx2接收)
class b(周期接收,节点每个周期开启一次接收,不会一直工作,选择性接收。一般选择电池供电可选class b)
class c (无特定指令时,class c都在接收除了在发射状态时,电池供电不受限的情况下可选择class c)
lora wan 入网
lorawan 节 点 加 入 网 络 可 以 通 过 otaa(over the air activation) 或abp(activation by personalization)两种方式。
!节点入网信道(ch)及数据率(dr)配置与网关一致,此外mcu晶振精度会影响接收窗口对齐
asr lora芯片选型
asr650x
asr6501 封装为qfn48,asr6502封装为qfn60,两者之间只是封装不同
· asr650x 内置了cy4100plus cortex-m0+ mcu及sx1262 lora射频芯片。
· mcu主频48mhz,128kb flash编程空间,16kb sram。
· lora支持150mhz ~ 960mhz通信频率。
硬件设计注意:mcu通过spi接口控制sx1262芯片,且mcu和sx1262的spi管脚引出到asr650x外部, 需在外部电路连结。
基本射频性能
· 频偏:32m晶振精度在20ppm以内,10ppm最好了
· 发射频率:接近21dbm最好
· 接收灵敏度:达到接近 -137dbm为最佳,调节射频匹配网络改善
!这三项性最好能在贴片完成即进行测试调试。此外,32.768k晶振的精度应在20ppm以内,主要是影响lorawan接收窗口对齐。
asr6505
· asr6505与asr650x的主要差异在于mcu不同,asr6505的外设资源比较丰富。
· asr6505与asr650x的lora射频芯片是一样的,因此lora协议栈框架是一样的,asr6505的sdk可以看作是asr650x的简化。
· 因为 flash空间限制不带 os,不支持 lorawan classb,支持lorawan classa和lorawan classc
· 只支持一个节点通信,不同时支持多个节点通信
asr6500s
asr6500s是【lora射频芯片】+【晶振】+【射频开关】+【射频电路】的sip ,内部无mcu。
asr6500s mcu选型注意
· asr6500slt和asr6500sht的晶振为tcxo,软件注意初始化需配置dio3为tcxo控制引脚,
· 并进行校准。
· asr6500s内部包含了射频开关,软件需要配置dio2为射频开关的控制引脚,并且收发时应该拉高sw_ctrl引脚给射频开关供电。


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